JPH11140799A

JPH11140799A - 表面の平滑な不透明積層体とその製造方法

Info

Publication number: JPH11140799A
Application number: JP32229697A
Authority: JP
Inventors: Akio Onda; 昭雄御田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 1999-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】今後のコート紙、圧着紙の原紙、インクジェ
ット用紙等に求められる性能を有し、使用後パルプとし
て容易に再生出来る、新しいタイプの紙と、この紙を単
純な工程で製造する方法を提供する。【解決手段】木材又は及び非木材パルプを主成分とす
る不透明支持体と、その少なくとも一方の面に形成され
た表面層からなり、該表面は、イネ科植物の幹茎のパル
プを主原料とするパルプ紙を抄き合わせることを特徴と
する表面の平滑な不透明積層紙とその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表面の平滑な紙の製
造方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】表面の平滑な紙は精密な印刷に適すると
され、また最近ではコンピュータの精密な打ち出し用紙
や、インクジェットによるカラーコピー用紙や、圧着紙
の原紙として特に表面の平滑な紙に新たな用途が拡がっ
ている。通常の製法で得られた紙では表面が荒いので、
通常の紙の表面を塗工したり、合成樹脂をラミネートす
るなどの工程を加えることによって表面を平滑にした紙
であるいわゆる塗工紙、加工紙にして使用されてきた。
そのため通常の紙に比べ製造に余計なコストが掛かるこ
と、また古紙を回収し再生するのが通常の古紙に比べて
容易でないことが欠点とされてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】表面平滑で、今後のコ
ート紙、圧着紙の原紙、インクジェット用紙等に求めら
れる性能を有し、使用後パルプとして容易に再生出来
る、新しいタイプの紙と、この紙を単純な工程で製造す
る方法を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに
至った。即ち本発明によれば、（１）イネ科の植物の幹
茎のパルプを例えば稲わら、バガス（砂糖きびの搾り
滓）、及びとうもろこしの皮を原料とするパルプを主原
料とし、これに水を加えて十分粘状叩解し、全く又は殆
どサイズ処理をせず完全紙料とし、これに水を加えて分
散させてワイヤー上に湿紙として抄き上げ表層とする。
（２）針葉樹と広葉樹の木材パルプ又はバガスパルプ、
アバカパルプ、麻パルプ等の非木材パルプを常法叩解し
サイズ及び填料添加等を適宜行い完全紙料を調製し、通
常の厚みの湿紙に漉きあげ、これを支持層とする。
（３）表層と支持層の湿紙を重ね、この２層抄きの湿紙
をプレスして水を搾り、クロムメッキ等による鏡面仕上
げしたドライヤー上に表層が密着するように湿紙を乗せ
加熱して乾燥し、表面が平滑な２層抄きの新しいタイプ
の紙と、（３’）抄紙の際上層と下層の２層をパルプ紙
とし、この２層の間に支持層として１層または多層のパ
ルプ紙を抄造し、１枚に抄き合わせて両面の平滑な多層
積層体とその製造方法を提供する。この表面の平滑な不
透明積層体はコート紙と同様精密な印刷に耐え、塗工処
理をしてないので紙幣又は証券製造に必要な凹版印刷に
もよく耐える新しいタイプの精密印刷用紙と位置づけら
れるものである。またこの表面の平滑な不透明積層体
は、カラーインクジェット打ち出しにおいて、インキの
吸収に優れ、かつ殆ど惨まず、綺麗な画像を提供する。
さらにこの表面の平滑な不透明積層体は表面が平滑で圧
着紙の原紙として位置づけられてるもので、精密かつ綺
麗な印刷ができる。塗工処理及びプラスチック等による
ラミネート処理がなされていないので一旦古紙となって
もパルプの再生が容易である。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１に本発明の表面の平滑な不透
明積層体の説明構成図を示す。図１において、１は表面
層を示し、２は支持体層を示す。図２において、１は上
層を示し、２は下層を示し、３は支持体層を示す。表面
層又は上層を下層は、イネ科植物の幹茎のパルプを主成
分とするパルプ紙からなる。一方支持体層は木材又は非
木材の植物体のパルプを主成分とするパルプ紙である。
表面層又は上層と下層を構成するパルプ紙を得るには、
イネ科の植物の幹茎を原料として用い、これをパルプ化
し、抄造する。稲わら、麦わら等をパルプ原料とすると
きは、わらの葉の部分を分離除去することは得られるパ
ルプの強度の向上と、パルプの濾水性を向上させるうえ
で望ましい。除去後の葉の残存率は３０％以下、好まし
くは１０％以下である。風選に先立ちわらを２０ｃｍ以
下、好ましくは３〜１０ｃｍに切断することは操作が簡
易で、茎の部分から葉の部分を１０％以下に除去するの
に効果的である。砂糖きびのケインラインドは、砂糖き
びの幹茎（ケイン）を破砕し、圧搾して汁液を分離した
後のバガス（搾り粕）から、ピス（節間柔細胞組織）を
分離除去することにより得ることができ、また、砂糖き
びの幹茎を縦に割り、汁液を含むピスを分離除去するこ
とにより得ることができる。この場合、得られたケイン
ラインドには、ピスが少量混入していてもよいが、ピス
を除去することにより、得られるパルプの濾水性を向上
させるとともに、叩解によるパルプ紙の強度の向上に役
立つ。ピスの混入量は、絶乾重量基準で、１０重量％以
下、好ましくは３重量％以下にするのがよい。本発明に
おいては、０．５〜５重量％のピスの混入したケインラ
インド及び同様処理して得たスウィートソルガム、トウ
モロコシの幹茎の厚皮（ラインド）をパルプ原料として
有利に用いることができる。前記のわら類及びラインド
のパルプ化法としては、ソーダ法、クラフト法、ＰＡ法
（過酸化水素−アルカリ法）等のアルカリ性蒸解液を用
いる従来公知の各種の化学パルプ化法を用いることがで
きるが、特にＰＡ法の使用が好ましい。このＰＡ法の蒸
解液として、過酸化水素とアルカリ（ＮａＯＨ、ＮａＨ
ＣＯ₃、Ｎａ₂ＣＯ₃、ＫＯＨ、Ｋ₂ＨＣＯ₃、Ｋ₂ＣＯ₃）
を含むアルカリ性水溶液を用いる方法である。このＰＡ
法によれば、漂白性がよく、ペントサン含有量の大き
く、叩解性の良好で強度的にも優れたパルプを得ること
ができる。これらイネ科のわら、ケインラインド等幹茎
を原料とするパルプは内孔が大きく、抄紙の際の叩解
後、ワイヤーパート、プレスパート及びドライパートを
経る際に偏平になりパルプ相互に密着するため、表面が
平滑で、かつ密度と強度の大きいパルプ紙を与えること
ができる。更にカレンダー処理により表面を高度に平滑
にすることができる。

【０００６】前記のようにして得られたわら類やケイン
ラインドのパルプは、必要に応じ、漂白パルプ（晒パル
プ）にすることができる。高白色度に漂白したパルプに
は、もはや疎水性のリグニンが残存しないため叩解操作
がより容易となる。この場合の叩解の目安は、Ｃ．Ｓ．
Ｆ．１００〜５００ｍｌ、好ましくは１５０〜３５０ｍ
ｌである。前記叩解処理に供するイネ科植物のパルプ
（湿潤パルプ）としては、その主成分の好ましくは７０
％以上、より好ましくは８１０％以上が、篩分け試験で
２０メッシュパスで、１００メッシュオン、好ましくは
４０メッシュパスで８０メッシュオンの範囲であるよう
に調整するのがよい。一般には、予め葉またはピスを分
離除去した後、ＰＡ蒸解しただけで好ましい篩分け区分
のパルプが得られるが、より好ましいシャープが区分の
パルプが得られるが、より好ましいシャープな区分を有
するパルプは更に篩分け処理することによって得ること
ができる。このようにシャープな区分からなるパルプ
は、叩解を進めても濾水性をあまり下げずにパルプ紙の
強度を上げることを可能とし、鮮明な印刷特に凹版印刷
に耐える紙を与え、優れた圧着用紙の原紙を与え、優れ
たインクジェットによるコンピュータによる各種画像の
打ち出しを可能とする高度の機能性を有する表面平滑な
不透明積層体の製造を可能とする。

【０００７】本発明者の研究によれば、この紙料用のパ
ルプを施すことにより、吸水性がありながら、インク滲
みを生じさせないパルプ紙を与えることが確認された。
この場合のサイジングには表面サイズと内面サイズが包
移されも従来公知の方法により行うことができる。表面
サイズは、抄造乾燥した積層体の表面に対しニカワ、澱
粉、カルホキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリヴィ
ニルアルコール、アルキルケテンダイマー等のサイズ剤
を塗布し、乾燥することにより実施される。一方内面サ
イジングは、アルキルケテンダイマーや、ロジン、アル
キルスチレンポリマー、ワックス等のサイズ剤を紙料中
に加えることにより実施される。表面サイジングの場
合、そのサイズ剤の使用量は、パルプに対して、０．５
％以下、好ましくは０〜０．２％である。内面サイズの
場合そのサイズ剤の使用量は、パルプに対して１．０重
量％以下、好ましくは０〜０．５重量％である。前記の
叩解パルプには、紙料成分を加えて完全紙料を調製す
る。この場合、わら類のパルプ及びラインドパルプは互
に配合することができるが、ＰＡ法で得られたパルプで
あることが望ましい。全パルプ中のイネ科植物のパルプ
の割合は、絶乾重量基準で、６０重量％以上、好ましく
は８０〜１００重量％である。前記完全紙料は、パルプ
の他、必要に応じ填料を含むことができる。この填料と
してはチャイナクレー、チタンホワイト、沈降性炭酸カ
ルシウム、タルク等が挙げられる。前記ラインドパルプ
を含む完全紙料は、これを抄紙機のワイヤーパートで表
面層又は及び下層の湿紙を形成させ、同様にプレスパー
トで形成される支持体の湿紙と共に脱水とプレスを行い
一枚の抄合わせ紙状にし、さらにドライパートで断燥し
て表面の平滑な不透明積層体とするが、以下パルプ紙の
湿紙形成をさらに詳述する。パルプ紙の湿紙形成には従
来公知の各種のもの、例えば、長網抄紙機、短網抄紙
機、円網抄紙機、ヤンキー抄紙機及びツインワイヤー抄
紙機等の長網部分、短網部分、円網部分、ツインワイヤ
ー部分等が用いられる。ワイヤーパートに供給する完全
紙料の原質濃度は、０．０５〜０．６重量％、好ましく
は０．１〜０．２重量％にするのがよい。前記のように
上層又は及び下層のパルプ紙を得る場合、そのパルプ紙
の厚さは、５〜２０ｇ／ｍ²、好ましくは１０〜２０ｇ
／ｍ²の坪量をあたえるように調節する。パルプ紙の厚
さは、抄紙機に供給する完全紙料の原質濃度、液量、又
は／及び抄紙速度によって調節することができる。前記
のようにして得られる上層又は及び下層を形成するパル
プ紙は、支持体を調製してこれに積層接着させて表面平
滑な不透明積層体を作成する。支持体となるパルプ紙は
求める積層体が洋紙である場合は原料パルプは針葉樹、
広樹紙の木材パルプ又は及びイネ科の植物を原料とする
短繊維パルプを主体とし、所望により長繊維パルプ配合
する。また求める積層体が手漉和紙及び機械抄き和紙風
であれば、原料パルプとしては、非木材の長繊維パルプ
を主体として、所望により短繊維の非木材パルプや木材
パルプ及び合繊、化繊を適当の長さに切ったものを配合
する。

【０００８】非木材の長繊維パルプとしては楮（こう
ぞ）、三椏（みつまた）雁皮（がんぴ）、桑、ジュー
ト、ケナフ等の靱皮のパルプ、アバカ、バナナ、サイザ
ル等の葉繊維のパルプ等、種毛パルプとしては綿パルプ
等が挙げられる。これらのパルプのうち一つ以上を選
び、混合して叩解するか、各パルプの叩解の難易が激し
いときは単味で叩解した後に混合する。叩解はＣＳＦで
２５０〜６５０ｍｌ、好ましくは４５０〜６００ｍｌ程
度の軽度の叩解する方が繊維が切れずに残り、密度の低
い和紙風の風合いの最終製品を得るのに適している。

【０００９】ラインドパルプ、稲わらパルプ等の短繊維
の非木材パルプや針葉樹及び広葉樹のパルプのうち、ペ
ントサン含有量の大きいラインドパルプや広葉樹パルプ
はＣ．Ｓ．Ｆ．１００〜２５０ｍｌ程度に良く粘状叩解
したのち、長繊維パルプを軽度の叩解したものに１０〜
３０％混ぜることにより、粘状叩解した単繊維パルプが
長繊維間の接着剤の働きをし密度の低く、特に和紙に特
有な大きな引き裂き強度、折り曲げ強度をはじめ破裂、
引っ張り等の諸強度の大きい和紙風の表面平滑な不透明
積層体を得やすくする。前記和紙風の支持体用に叩解さ
れたパルプは必要に応じて内面サイジングを行い、イン
クが内部にさらには裏側への浸透するのを防ぐ。サイズ
剤としてアルキルケテンダイヤーや、ロジン、アルキル
スチレンポリマー、ワックス等を紙料中に加えることに
より実施される。その使用量は０．１〜３．０重量％、
好ましくは０．３〜１．０重量％である。また支持体に
は紙の不透明度及び白色度を上げるため填料を適宜混入
することがある。填料としてはチャイナクレイ、チタン
ホワイト、タルク等が挙げられる。中性サイズを行うと
きは沈降性炭酸カルシウムの使用も可能である。以上の
作業によって得られた完全紙料は、これを抄紙機のワイ
ヤーパートで支持層の湿紙を形成させ、前述のパルプ紙
の湿紙と共にプレスパートに送り脱水とプレスを行い一
枚の紙に接着し、さらにドライパートで乾燥して和紙風
のインクジェット打ち出し用の表面平滑な不透明積層体
とすることは積にも一部述べた通りであるが、以下支持
体の湿紙形成をさらに詳述する。支持体の湿紙形成には
従来公知の各種のもの、例えば長網抄紙機、短網抄紙
機、円網抄紙機、ヤンキー抄紙機、ツインワイヤー部分
等が用いられる。ワイヤーパートに供給する完全紙料の
全紙料成分の水中濃度は、０．１〜１．０重量％、好ま
しくは０．２〜０．５％にするのがよい。前記の和紙風
の支持体を得る場合、その厚みは、製品である和紙風の
インクジェット用紙の好みの厚みから表面のパルプ紙の
厚みを差し引いたものであるので、極薄いものからかな
り厚いものまでを抄くことになる。抄紙の際の厚さの調
節は抄紙機に供給する完全紙料の懸濁液の濃度、液量、
抄紙速度によって調節できるが、特に厚手の支持体を抄
くときは、２層、３層又はそれ以上に抄合わせたり、抄
紙速度によって調節することができる。ワイヤーパート
で原質濃度１２〜２５重量％、好ましくは１５〜２２％
まで脱水した湿紙はワイヤーパートに送られる。表層の
パルプ紙と和紙風の支持体は共にプレスパートに送り、
原質濃度４０〜６０重量％、好ましくは４７〜５３重量
％まで脱水し、プレスし、１枚の紙にし、ドライパート
に送ることは前述の通りである。本発明の表面平滑な不
透明積層体の製造工程におけるドライパートは、ドライ
ヤーの表面を鏡面に仕上げ、この鏡面と湿紙を密着させ
て紙を乾燥するとともに紙の表面を平滑な面に仕上げ所
望により更にスーパーカレンダーに掛ければ光沢を有す
るほどに平滑な面を形成する。支持層の片面にラインド
のパルプ紙を形成し、インクジェットの打ち出しに供す
る場合には、ドライヤーは最小１本のヤンキードライヤ
ーでも用が足りる。下層と上層とを平滑な面にして両面
を打ち出しに供する場合にはダブルヤンキーを用いれば
用が足りる。さらに１台で大量に生産する場合、多筒式
のドライヤーのどの面の鏡面に加工して使用することは
可能である。

【００１０】

【実施例】次に、本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、本発明はこの実施例によって限定されな
い。なお、以下に記す％は重量％である。

【００１１】実施例１２層で構成された片面記録打ち出し用の表面平滑な不透
明積層体を非木材パル１００％で抄造した。上層は稲わ
らの晒ＰＡＰ１００ｋｇ、ケインラインド（砂糖きびの
厚皮）の晒ＰＡＰ５ｋｇ、とうもろこしの皮の晒ＰＡＰ
５ｋｇをビーターに入れ水を加えて原質濃度３．５％と
し、Ｃ．Ｓ．Ｆ．１８０ｍになるまで強い粘状叩解を行
った。叩解後サイズ剤も填料もまったく加えず、原質濃
度０．１５％になるまで水で希釈し、円網で原質濃度１
７％の湿紙（乾物換算坪量１２ｇ／ｍ²、密度０．９３
ｇ／ｃｍ³）を形成させた。支持層はケインラインドの
ＰＡＰ４００ｋｇ、稲わらの晒ＰＡＰ１００ｋｇ、及び
コットンリンターのＰＡＰ１００ｋｇをビータでそれぞ
れをＣ．Ｓ．Ｆ．５１０ｍｌまで叩解し、叩解後各パル
プ合わせてチャイナクレイ５０ｋｇと中性サイズ剤アル
キルケテンダイマー１．５ｋｇに水を加えて完全紙料と
した。完全紙料は水を加えて原湿濃度０．３２％となる
まで希釈し、短網で原質濃度１８％の湿紙（乾物換算坪
量で４５ｇ／ｍ²密度０．７１ｇ／ｃｍ³）を形成させ
た。下層は上層まったく同じ条件で完全紙料を調製し、
円網で湿紙抄造した。支持層と上層及び下層の湿紙は、
３層間にまったく接着剤等を使わずにプレスパートを通
すことによって水分５１％になるまで水を搾り１枚の湿
紙とした。この湿紙の上下の面と磨き上げたドライヤー
の表面が密着するようにして加熱乾燥して表面平滑性の
ある積層紙を得た。この紙は更にスーパーキャレンダー
で表面の平滑処理を行った。得られた紙は、ベック平滑
度１，５２０秒、白色度８７．１％、裂断長が、縦５．
２ｋｍ、横２．８ｋｍ、比破裂強さ３．７、比引き裂き
度１１２であった。この用紙は３６０Ｘ３６０ｄｐｉの
打ち出し可能なカラーコピー機用い、表面に絵画を裏面
に写真を複写し、鮮明な画像が得られた。また、デジタ
ルカメラのカラー打ち出しを行い鮮明な画像が得られ
た。なお、カラー印刷を行い接着剤を塗工処理すること
により、鮮明な圧着はがきが得られた。

【００１２】実施例２３層抄きで上層及び下層の両面が平滑な不透明積層体を
製造した。すなわち、上層及び下層はバガスのＡＰを１
００％用い実施例１と同様にパルプを叩解し完全紙料を
調整し、２台の円網でそれぞれ上層と下層の湿紙を抄き
出した。支持層は例１と同様非木材パルプを叩解し、長
網抄紙機で湿紙を調整し、まったく接着剤等を使わずに
プレスパートで脱水し以上３層を圧着して１枚の湿紙に
まとめ、上下両面を鏡面仕上げした二筒ヤンキードライ
ヤーで乾燥し、両面が平滑な用紙を３５０ｋｇ作成し
た。得られた用紙は表面と裏面はそれぞれベックの平滑
度が１，０３０秒と９７５と表裏差は少なかった。な
お、白色度は８６．２％、密度０．７６ｇ／ｃｍ³で、
裂断長５．５ｋｍ、比破裂強度３．８、比引裂強さ１０
９であった。この紙はそのままでインクジェット用紙と
して高度のカラーコピーが可能であること、凸版、凹版
及びオフセット印刷を行い新しい証券用紙として使用可
能なこと、コート紙の代用可能なこと、圧着用紙の原紙
として使用可能なことが分かった。

【００１３】実施例３２層抄きで和紙風の片面平滑な不透明積層体を製造し
た。すなわち、上層はケインラインドの晒ＰＡＰ８０ｋ
ｇ、稲わらの晒ＰＡＰ２０％を配合し、ビーターで混合
叩解し、ＣＳＦ．１７０ｍｌの完全紙料を調製した。こ
れを円網で乾燥坪量１５ｇ／ｍ²の湿紙を抄造した。支
持層はアバカの晒ＰＡＰ２７０ｋｇ、稲わらの晒ＰＡＰ
２７ｋｇ、ケインラインドの晒ＰＡＰ２７ｋｇ、コトン
の晒ＰＡＰ２７ｋｇをそれぞれビーターでＣＳＦ約４５
０ｍｌに叩解し、長網で乾燥坪量６０ｇ／ｍ²の湿紙を
抄き出した。これらをまったく接着剤等を使わずにプレ
スパートで脱水し以上２層を圧着して１枚の湿紙にまと
め、上層の面を鏡面仕上げしたヤンキードライヤーに密
着して乾燥し、さらにスーパーカレンダー処理をして表
面平滑な和紙風の片面平滑な不透明積層体を製造した。
表面平滑度はベック６５秒で、白色度は８４．５％、裂
断長８．６ｋｍ、比破裂度５．１、比引裂度１９６であ
った。デジタルカメラとバブルインクジェットでカラー
写真の打ち出しを行ったが極めて良好な写真の画像が得
られた。

【００１４】

【発明の効果】本発明の非木材パルプ紙を含む洋紙又は
和紙風の表面平滑な不透明積層体は、その製造にあたっ
て塗工も加工もせずに極めて単純な装置と工程で製造で
きる。得られる製品は表面が平滑であるため、圧着紙の
原紙として、精密な証券印刷用紙として、コート紙の代
用又はコート紙原紙として、インクジェット用紙として
カラーコピー機、カラーファックス、電子カメラや電子
機器のアウトプットに使用できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の不透明積層体の説明断面構成図であ
る。

【符号の説明】

１表面層２支持体層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】木材又は及び非木材パルプを主成分とす
る不透明支持体と、その少なくとも一方の面に形成され
た表面層からなり、該表面は、イネ科植物の幹茎のパル
プを主原料とするパルプ紙を抄き合わせることを特徴と
する表面の平滑な不透明積層紙とその製造方法。
【請求項２】該パルプ紙の表面層の坪量が、５〜３０
ｇ／ｍ²である請求項１の表面の平滑な不透明積層紙。
【請求項３】該パルプ紙の表面をキャレンダーで処理
した請求項１及び２の平滑紙な不透明積層紙とその製造
方法。
【請求項４】該パルプ紙が、イネ科植物を過酸化水素
アルカリ性で蒸解して得られたパルプを主成分とするパ
ルプ紙である請求項１、２及び３表面の平滑な不透明積
層紙。
【請求項５】該支持体層が麻パルプを主原料とする紙
である請求項１〜４のいずれかの和紙風で表面の平滑な
不透明積層紙。
【請求項６】該表面層を形成するパルプ紙が、ベック
平滑度１００秒以上の請求項１〜５のいずれかの表面の
平滑な不透明積層紙。
【請求項７】木材又は非木材パルプを主成分とする支
持体層と、その少なくとも一方の面に形成されたイネ科
植物のパルプ紙からなる表面層とからなる和紙風の不透
明積層紙を製造する方法において、支持体層の少なくと
も一方の面にイネ科植物のパルプを主成分とする湿潤パ
ルプ紙を積層し、圧縮してその中に含まれる水分を除去
した後、乾燥ドラム上で乾燥することを特徴とする請求
項１〜６の表面の平滑な不透明積層紙の製造方法。